DE102020006467A1 - Abgasstranganordnung für einen Verbrennungsmotor zur Steigerung der Effizienz einer Abgasnachbehandlungskomponente bei einem Kaltstart des Verbrennungsmotors - Google Patents

Abgasstranganordnung für einen Verbrennungsmotor zur Steigerung der Effizienz einer Abgasnachbehandlungskomponente bei einem Kaltstart des Verbrennungsmotors Download PDF

Info

Publication number
DE102020006467A1
DE102020006467A1 DE102020006467.1A DE102020006467A DE102020006467A1 DE 102020006467 A1 DE102020006467 A1 DE 102020006467A1 DE 102020006467 A DE102020006467 A DE 102020006467A DE 102020006467 A1 DE102020006467 A1 DE 102020006467A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
exhaust gas
turbine
bypass
combustion engine
internal combustion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102020006467.1A
Other languages
English (en)
Inventor
Dominik Lückmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
FEV Group GmbH
Original Assignee
FEV Group GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by FEV Group GmbH filed Critical FEV Group GmbH
Priority to DE102020006467.1A priority Critical patent/DE102020006467A1/de
Publication of DE102020006467A1 publication Critical patent/DE102020006467A1/de
Priority to DE102021004587.4A priority patent/DE102021004587A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C6/00—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use
    • F02C6/04—Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output
    • F02C6/10—Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output supplying working fluid to a user, e.g. a chemical process, which returns working fluid to a turbine of the plant
    • F02C6/12—Turbochargers, i.e. plants for augmenting mechanical power output of internal-combustion piston engines by increase of charge pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D17/00—Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/10—Final actuators
    • F01D17/105—Final actuators by passing part of the fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D17/00—Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/10—Final actuators
    • F01D17/12—Final actuators arranged in stator parts
    • F01D17/14—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N9/00—Electrical control of exhaust gas treating apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12—Control of the pumps
    • F02B37/18—Control of the pumps by bypassing exhaust from the inlet to the outlet of turbine or to the atmosphere
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12—Control of the pumps
    • F02B37/24—Control of the pumps by using pumps or turbines with adjustable guide vanes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2340/00—Dimensional characteristics of the exhaust system, e.g. length, diameter or volume of the apparatus; Spatial arrangements of exhaust apparatuses
    • F01N2340/06—Dimensional characteristics of the exhaust system, e.g. length, diameter or volume of the apparatus; Spatial arrangements of exhaust apparatuses characterised by the arrangement of the exhaust apparatus relative to the turbine of a turbocharger
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2410/00—By-passing, at least partially, exhaust from inlet to outlet of apparatus, to atmosphere or to other device
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2410/00—By-passing, at least partially, exhaust from inlet to outlet of apparatus, to atmosphere or to other device
    • F01N2410/03—By-passing, at least partially, exhaust from inlet to outlet of apparatus, to atmosphere or to other device in case of low temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/16—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the exhaust apparatus, e.g. particulate filter or catalyst
    • F01N2900/1602—Temperature of exhaust gas apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00—Application
    • F05D2220/40—Application in turbochargers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/60—Fluid transfer
    • F05D2260/606—Bypassing the fluid
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Supercharger (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Abgasstranganordnung (60) für einen Verbrennungsmotor (1) zur Steigerung der Effizienz einer Abgasnachbehandlungskomponente (5) bei einem Kaltstart des Verbrennungsmotors (1), umfassend- einen Verbrennungsmotor (1),- eine Turboladeranordnung (10) zum Rückgewinnen von Energie aus Abgas des Verbrennungsmotors (1), wobei die Turboladeranordnung (10) stromabwärts des Verbrennungsmotors (1) angeordnet ist, und- eine Abgasnachbehandlungskomponente (5) zur Reduktion von Emissionen im Abgas, wobei die Abgasnachbehandlungskomponente (5) stromabwärts der Turboladeranordnung (10) angeordnet ist, und wobei die Turboladeranordnung (10)- eine Turbine (2) und eine Turbinenbypasseinrichtung (4) umfasst, wobei- die Turbine (2) ein Laufrad (20) und eine VTG Einrichtung (3) zum Steuern eines Abgasmassenstroms in das Laufrad (20) umfasst, und wobei die VTG Einrichtung (3) stromaufwärts der Leitschaufeleinrichtung (20) angeordnet ist, und wobei die VTG Einrichtung (3) ausgebildet und eingerichtet ist, einen Abgasmassenstrom derart zu steuern, dass kein Abgas in die Leitschaufeleinrichtung (20) eintritt, und wobei- die Turbinenbypasseinrichtung (4) eine Bypassleitung (41) zum Vorbeileiten von Abgas an der Turbine (2) und ein Bypassventil (40) zum Steuern eines Abgasmassenstroms durch die Bypassleitung (41) umfasst, und wobei das Bypassventil (40) innerhalb der Bypassleitung (41) angeordnet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Abgasstranganordnung für einen Verbrennungsmotor zur Steigerung der Effizienz einer Abgasnachbehandlungskomponente bei einem Kaltstart des Verbrennungsmotors.
  • Die DE201410223044 offenbart eine Turboladeranordnung mit einer Turbine und einem Turbinenbypasseinrichtung, wobei ein maximal die die Turbinenbypasseinrichtung führbarer Abgasmassenstrom zwischen 5 und 30 Prozent des maximal durch die Turbine führbaren Abgasmassenstroms beträgt.
  • Eine erfindungsgemäße Abgasstranganordnung für einen Verbrennungsmotor zur Steigerung der Effizienz einer Abgasnachbehandlungskomponente bei einem Kaltstart des Verbrennungsmotors umfasst einen Verbrennungsmotor, eine Turboladeranordnung zum Rückgewinnen von Energie aus Abgas des Verbrennungsmotors und eine Abgasnachbehandlungskomponente zur Reduktion von Emissionen im Abgas. Die Turboladeranordnung ist stromabwärts des Verbrennungsmotors angeordnet. Die Abgasnachbehandlungskomponente ist stromabwärts der Turboladeranordnung angeordnet. Die Turboladeranordnung umfasst eine Turbine und eine Turbinenbypasseinrichtung. Die Turbine umfasst ein Laufrad und eine VTG Einrichtung zum Steuern eines Abgasmassenstroms in das Laufrad. Die VTG Einrichtung ist stromaufwärts des Laufrades angeordnet. Die VTG Einrichtung ist ausgebildet und eingerichtet, einen Abgasmassenstrom derart zu steuern, dass kein Abgas in das Laufrad eintritt. Die Turbinenbypasseinrichtung umfasst eine Bypassleitung zum Vorbeileiten von Abgas an der Turbine und ein Bypassventil zum Steuern eines Abgasmassenstroms durch die Bypassleitung. Das Bypassventil ist innerhalb der Bypassleitung angeordnet.
  • Dadurch, dass die VTG Einrichtung ausgebildet und eingerichtet ist, einen Abgasmassenstrom derart zu steuern, dass kein Abgas in das Laufrad eintritt, wird es ermöglicht, dass Abgas vollständig durch die Turbinenbypasseinrichtung geleitet wird. Dies ermöglicht es, dass bei einem Kaltstart des Verbrennungsmotors erzeugte Wärmemenge direkt an die Abgasnachbehandlungskomponente übertragen wird, ohne vorher an die Turboladeranordnung übertragen zu werden. Dadurch erfolgt ein schnelleres Aufwärmen der Abgasnachbehandlungskomponente. Die Abgasnachbehandlungskomponente erreicht dadurch schneller eine Arbeitstemperatur der Abgasnachbehandlungskomponente. Dies ermöglicht eine Steigerung der Effizienz der Abgasnachbehandlungskomponente gegenüber dem Fall, dass eine Wärmemenge zunächst an die Turboladeranordnung übertragen wird.
  • Herkömmliche VTG Einrichtungen ermöglichen es in der Regel nicht, dass kein Abgas in das Laufrad eintritt. Dafür müssten die herkömmlichen VTG Einrichtungen vollständig schließbar sein. Dies ist in der Regel jedoch nicht der Fall. Dadurch kommt es bei herkömmlichen Abgasstranganordnungen auch bei einem Kaltstart des Verbrennungsmotors zu einem Abgasmassenstrom durch die Leitschaufeleinrichtung. Durch diesen Abgasmassenstrom erfolgt eine Erwärmung der Turbine. Die dafür benötigte Wärmemenge steht daher nicht mehr für eine Erwärmung der Abgasnachbehandlungskomponente zur Verfügung. Damit ergibt sich ein ineffizienterer Betrieb der Abgasnachbehandlungskomponente bei einem Kaltstart des Verbrennungsmotors als es bei der erfindungsgemäßen Abgasstranganordnung der Fall ist.
  • Bevorzugt umfasst die Abgasstranganordnung eine Steuereinrichtung. Die Steuereinrichtung ist ausgebildet und eingerichtet, Abgas vollständig durch die Bypassleitung zu leiten, solange eine Temperatur der Abgasnachbehandlungskomponente unterhalb eines Grenzwertes für die Temperatur liegt.
  • Dies ermöglicht es, dass zunächst eine effiziente Abgasnachbehandlung durch die Abgasnachbehandlungskomponente erfolgt, bevor die Turboladeranordnung Energie aus Abgas zurückgewinnt. Sobald die Abgasnachbehandlungskomponente die Grenztemperatur erreicht, steuert die Steuereinrichtung die VTG Einrichtung derart, dass Abgas in die Leitschaufeleinrichtung eintritt.
  • Die abhängigen Ansprüche beschreiben vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.
  • Bevorzugte Ausführungsbeispiele werden anhand der folgenden Figur näher erläutert.
  • 1 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Abgasstranganordnung 60 für einen Verbrennungsmotor 1 zur Steigerung der Effizienz einer Abgasnachbehandlungskomponente 5 bei einem Kaltstart des Verbrennungsmotors 1 umfasst einen Verbrennungsmotor 1, eine Turboladeranordnung 10 zum Rückgewinnen von Energie aus Abgas des Verbrennungsmotors 1 und eine Abgasnachbehandlungskomponente 5 zur Reduktion von Emissionen im Abgas. Die Turboladeranordnung 10 ist stromabwärts des Verbrennungsmotors 1 angeordnet. Die Abgasnachbehandlungskomponente 5 ist stromabwärts der Turboladeranordnung 10 angeordnet. Die Turboladeranordnung 10 umfasst eine Turbine 2 und eine Turbinenbypasseinrichtung 4. Die Turbine 2 umfasst eine Laufrad 20 und eine VTG Einrichtung 3 zum Steuern eines Abgasmassenstroms in die Leitschaufeleinrichtung 20. Die VTG Einrichtung 3 ist stromaufwärts des Laufrades 20 angeordnet. Die VTG Einrichtung 3 ist ausgebildet und eingerichtet, einen Abgasmassenstrom derart zu steuern, dass kein Abgas in das Laufrad 20 eintritt. Die Turbinenbypasseinrichtung 4 umfasst eine Bypassleitung 41 zum Vorbeileiten von Abgas an der Turbine 2 und ein Bypassventil 40 zum Steuern eines Abgasmassenstroms durch die Bypassleitung 41.
  • Die Abgasnachbehandlungskomponente 5 ist als Katalysator ausgebildet.
  • Katalysatoren wandeln Schadstoffe aus Abgas in der Regel nur effizient in nicht schädliche Stoffe um, wenn sie eine Temperatur aufweisen, die innerhalb ihres Arbeitstemperaturbereichs liegt. Dadurch ist der Einsatz der erfindungsgemäßen Abgasstranganordnung 60 besonders effektiv in diesem Fall.
  • Die Abgasstranganordnung 60 umfasst eine Steuereinrichtung. Diese ist ausgebildet und eingerichtet, die VTG Einrichtung 3 und das Bypassventil 40 derart zu steuern, dass Abgas vollständig durch die Bypassleitung 41 geleitet wird.
  • In diesem Ausführungsbeispiel wird dafür die VTG Einrichtung 3 vollständig geschlossen. Dafür weist die VTG Einrichtung 3 keinen mechanischen Anschlag auf, der ein vollständiges Schließen der VTG Einrichtung 3 verhindern würde. Dieser mechanische Anschlag ist bei handelsüblichen VTG Einrichtungen vorgesehen. In diesem Ausführungsbeispiel wurde eine handelsübliche VTG Einrichtung zur Herstellung der VTG Einrichtung 3 verwendet, bei der der mechanische Anschlag entfernt wurde.
  • Die Steuereinrichtung ist ausgebildet und eingerichtet, Abgas vollständig durch die Bypassleitung 41 zu leiten, solange eine Temperatur der Abgasnachbehandlungskomponente 5 unterhalb eines Grenzwertes für die Temperatur liegt.
  • In diesem Ausführungsbeispiel ist der Grenzwert für die Temperatur 200 °C. Dies ermöglicht ein schnelles Aufheizen der Abgasnachbehandlungskomponente 5 und somit einen effizienten Betrieb der Abgasnachbehandlungskomponente 5.
  • Die Bypassleitung 41 weist mindestens abschnittsweise einen, für einen Abgasmassenstrom durchströmbaren Querschnitt größer oder gleich 4 cm2 auf.
  • Die Bypassleitung 41 ist derart ausgelegt, dass möglichst wenig Wärmeenergie des Abgases bei dem Transport durch die Bypassleitung 41 aus dem Abgas verloren geht, bevor dieses die Abgasnachbehandlungskomponente 5 erreicht. Dafür übersteigt der Querschnitt auf einer Länge von 80% einer Gesamtlänge der Bypassleitung 41 einen Querschnitt von herkömmlichen Bypassleitungen um mindestens 10% des Querschnitts von herkömmlichen Bypassleitungen. Dies ermöglicht es, dass verloren gehende Wärmeenergie aus dem Abgas in der Bypassleitung 41 reduziert wird.
  • In diesem Ausführungsbeispiel umfasst die Abgasstranganordnung 60 eine Abgasleitung zum Abführen von Abgas aus dem Verbrennungsmotor 1. Die Abgasleitung verbindet den Verbrennungsmotor 1 mit der Turbine 2. Die Bypassleitung 41 zweigt an einem Verzweigungspunkt von der Abgasleitung in einem Winkel ab. Dies ermöglicht ein gleichmäßiges Strömen von Abgas durch die Bypassleitung 41. Das Bypassventil 40 ist innerhalb der Bypassleitung 41 angeordnet und dort innerhalb einen Endbereichs der Bypassleitung. Der Endbereich liegt dem Verzweigungspunkt gegenüber und erstreckt sich über einen Bereich von 10% einer Gesamtlänge der Bypassleitung 41.
  • Die Bypassleitung 41 weist mindestens abschnittsweise einen, für einen Abgasmassenstrom durchströmbaren Querschnitt derart auf, dass eine Strömungsgeschwindigkeit von Abgas in der Bypassleitung 41 mindestens abschnittsweise 300 m/s nicht übersteigt.
  • In diesem Ausführungsbeispiel ist die Bypassleitung 41 abschnittweise geradlinig ausgebildet. Der geradlinige Abschnitt erstreckt sich dabei über eine Länge von 80% der Gesamtlänge der Bypassleitung 41. Dies ermöglicht es, dass das Abgas gleichmäßig und nahezu wirbelfrei durch die Bypassleitung strömt, was eine Strömungsgeschwindigkeit unter 300 m/s ermöglicht. Dies ermöglicht es zusätzlich, dass verloren gehende Wärmeenergie aus dem Abgas in der Bypassleitung 41 reduziert wird.
  • Die Bypassleitung 41 weist eine, einen für einen Abgasmassenstrom durchströmbaren Querschnitt umgebende Innenfläche auf, welche mindestens abschnittsweise ein keramisches Material aufweist.
  • In diesem Ausführungsbeispiel ist der geradlinig verlaufende Abschnitt der Bypassleitung 41 an der Innenseite mit einem keramischen Material beschichtet. Dies ermöglicht es zusätzlich, dass verloren gehende Wärmeenergie aus dem Abgas in der Bypassleitung 41 reduziert wird. Alternativ ist das keramische Material als Einsätze an der Innenseite der Bypassleitung 41 angebracht.
  • Die VTG Einrichtung 3 ist ausgebildet und eingerichtet, einen Ladedruck für die Turboladeranordnung 10 zu regeln.
  • In diesem Ausführungsbeispiel erfolgt eine Regelung des Ladedrucks der Turboladeranordnung 10 während eines Regelbetriebs der Turboladeranordnung ausschließlich mittels der VTG Einrichtung 3. Die Turbinenbypasseinrichtung 4 ist während eines Kaltstarts des Verbrennungsmotors 1 aktiv, also während die Turboladeranordnung 10 nicht im Regelbetrieb betrieben wird.
  • Die Turbinenbypasseinrichtung 4 ist innerhalb eines Turbinenbypassgehäuses angeordnet. Die Turbine 2 ist innerhalb eines Turbinengehäuses angeordnet. Das Turbinenbypassgehäuse und das Turbinengehäuse sind getrennt ausgebildet.
  • Dies ermöglicht es, dass die Turbinenbypasseinrichtung 4 getrennt von der Turbine 2 hergestellt werden kann. Dies ermöglicht es zudem, dass die Turbinenbypasseinrichtung 4 in verschiedenen Konfigurationen mechanische einfach getestet werden können, ohne, dass die Turbine 2 für jeden Test ebenfalls angepasst werden muss. Bei diesen Tests gewonnene Erkenntnisse über die Merkmale der Turbinenbypasseinrichtung 4, können dann in einer alternativen Ausführungsform berücksichtigt werden. In dieser alternativen Ausführungsform sind das Turbinenbypassgehäuse und das Turbinengehäuse als ein Gehäuse ausgebildet.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 201410223044 [0002]

Claims (9)

  1. Abgasstranganordnung (60) für einen Verbrennungsmotor (1) zur Steigerung der Effizienz einer Abgasnachbehandlungskomponente (5) bei einem Kaltstart des Verbrennungsmotors (1), umfassend - einen Verbrennungsmotor (1), - eine Turboladeranordnung (10) zum Rückgewinnen von Energie aus Abgas des Verbrennungsmotors (1), wobei die Turboladeranordnung (10) stromabwärts des Verbrennungsmotors (1) angeordnet ist, und - eine Abgasnachbehandlungskomponente (5) zur Reduktion von Emissionen im Abgas, wobei die Abgasnachbehandlungskomponente (5) stromabwärts der Turboladeranordnung (10) angeordnet ist, und wobei die Turboladeranordnung (10) - eine Turbine (2) und eine Turbinenbypasseinrichtung (4) umfasst, wobei - die Turbine (2) ein Laufrad (20) und eine VTG Einrichtung (3) zum Steuern eines Abgasmassenstroms in das Laufrad (20) umfasst, und wobei die VTG Einrichtung (3) stromaufwärts des Laufrades (20) angeordnet ist, und wobei die VTG Einrichtung (3) ausgebildet und eingerichtet ist, einen Abgasmassenstrom derart zu steuern, dass kein Abgas in die Leitschaufeleinrichtung (20) eintritt, und wobei - die Turbinenbypasseinrichtung (4) eine Bypassleitung (41) zum Vorbeileiten von Abgas an der Turbine (2) und ein Bypassventil (40) zum Steuern eines Abgasmassenstroms durch die Bypassleitung (41) umfasst, und wobei das Bypassventil (40) innerhalb der Bypassleitung (41) angeordnet ist.
  2. Abgasstranganordnung (60) nach Anspruch 1, wobei die VTG Einrichtung (3) ausgebildet und eingerichtet ist, einen Ladedruck für die Turboladeranordnung (10) zu regeln.
  3. Abgasstranganordnung (60) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bypassleitung (41) mindestens abschnittsweise einen, für einen Abgasmassenstrom durchströmbaren Querschnitt größer oder gleich 4 cm2 aufweist.
  4. Abgasstranganordnung (60) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bypassleitung (41) mindestens abschnittsweise einen, für einen Abgasmassenstrom durchströmbaren Querschnitt derart aufweist, dass eine Strömungsgeschwindigkeit von Abgas in der Bypassleitung (41) mindestens abschnittsweise 300 m/s nicht übersteigt.
  5. Abgasstranganordnung (60) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bypassleitung (41) eine, einen für einen Abgasmassenstrom durchströmbaren Querschnitt umgebende Innenfläche umfasst, und wobei die Innenfläche mindestens abschnittsweise ein keramisches Material aufweist.
  6. Abgasstranganordnung (60) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend eine Steuereinrichtung, ausgebildet und eingerichtet, die VTG Einrichtung (3) und das Bypassventil (40) derart zu steuern, dass Abgas vollständig durch die Bypassleitung (41) geleitet wird.
  7. Abgasstranganordnung (60) nach Anspruch 6, wobei die Steuereinrichtung ausgebildet und eingerichtet ist, Abgas vollständig durch die Bypassleitung (41) zu leiten, solange eine Temperatur der Abgasnachbehandlungskomponente (5) unterhalb eines Grenzwertes für die Temperatur liegt.
  8. Abgasstranganordnung (60) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Abgasnachbehandlungskomponente (5) als Katalysator ausgebildet ist.
  9. Abgasstranganordnung (60) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Turbinenbypasseinrichtung (4) innerhalb eines Turbinenbypassgehäuses angeordnet ist, und wobei die Turbine (2) innerhalb eines Turbinengehäuses angeordnet ist, und wobei das Turbinenbypassgehäuse und das Turbinengehäuse getrennt ausgebildet sind.
DE102020006467.1A 2020-10-21 2020-10-21 Abgasstranganordnung für einen Verbrennungsmotor zur Steigerung der Effizienz einer Abgasnachbehandlungskomponente bei einem Kaltstart des Verbrennungsmotors Withdrawn DE102020006467A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020006467.1A DE102020006467A1 (de) 2020-10-21 2020-10-21 Abgasstranganordnung für einen Verbrennungsmotor zur Steigerung der Effizienz einer Abgasnachbehandlungskomponente bei einem Kaltstart des Verbrennungsmotors
DE102021004587.4A DE102021004587A1 (de) 2020-10-21 2021-09-10 Abgasstranganordnung für einen Verbrennungsmotor zur Steigerung der Effizienz einer Abgasnachbehandlungskomponente bei einem Kaltstart des Verbrennungsmotors

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020006467.1A DE102020006467A1 (de) 2020-10-21 2020-10-21 Abgasstranganordnung für einen Verbrennungsmotor zur Steigerung der Effizienz einer Abgasnachbehandlungskomponente bei einem Kaltstart des Verbrennungsmotors

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102020006467A1 true DE102020006467A1 (de) 2020-12-10

Family

ID=73459830

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102020006467.1A Withdrawn DE102020006467A1 (de) 2020-10-21 2020-10-21 Abgasstranganordnung für einen Verbrennungsmotor zur Steigerung der Effizienz einer Abgasnachbehandlungskomponente bei einem Kaltstart des Verbrennungsmotors
DE102021004587.4A Pending DE102021004587A1 (de) 2020-10-21 2021-09-10 Abgasstranganordnung für einen Verbrennungsmotor zur Steigerung der Effizienz einer Abgasnachbehandlungskomponente bei einem Kaltstart des Verbrennungsmotors

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102021004587.4A Pending DE102021004587A1 (de) 2020-10-21 2021-09-10 Abgasstranganordnung für einen Verbrennungsmotor zur Steigerung der Effizienz einer Abgasnachbehandlungskomponente bei einem Kaltstart des Verbrennungsmotors

Country Status (1)

Country Link
DE (2) DE102020006467A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4092255A1 (de) * 2021-05-20 2022-11-23 Volkswagen Ag Betrieb einer brennkraftmaschine mit einem elektrischen frischgasverdichter und mit einer abgasturbine mit bypassleitung und vtg
DE102022102498A1 (de) 2022-02-03 2023-08-03 Ford Global Technologies, Llc Isothermische Abgasklappe

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014223044A1 (de) 2014-11-12 2016-05-12 Volkswagen Aktiengesellschaft Abgasturbolader und Brennkraftmaschine

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4092255A1 (de) * 2021-05-20 2022-11-23 Volkswagen Ag Betrieb einer brennkraftmaschine mit einem elektrischen frischgasverdichter und mit einer abgasturbine mit bypassleitung und vtg
DE102022102498A1 (de) 2022-02-03 2023-08-03 Ford Global Technologies, Llc Isothermische Abgasklappe

Also Published As

Publication number Publication date
DE102021004587A1 (de) 2022-04-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102018201278A1 (de) Kraftfahrzeug mit Verbrennungsmotor und einer Elektromaschine zum Antreiben einer Turbine oder eines Verdichters sowie einer Heizung der Abgasnachbehandlungseinrichtung sowie ein Verfahren zum Betrieb dieses Kraftfahrzeugs
DE102018222512B4 (de) Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung sowie entsprechende Antriebseinrichtung
DE102011005654A1 (de) Brennkraftmaschine
WO2008125579A1 (de) Turboaufgeladene brennkraftmaschine und verfahren
DE102021004587A1 (de) Abgasstranganordnung für einen Verbrennungsmotor zur Steigerung der Effizienz einer Abgasnachbehandlungskomponente bei einem Kaltstart des Verbrennungsmotors
DE102013001080A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung sowie entsprechende Antriebseinrichtung
DE102019206085A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors, Verbrennungsmotor
DE102018218406A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Brennkraftmaschinensystems
DE102013008827A1 (de) Aufgeladene Brennkraftmaschine
DE102017218838A1 (de) Brennkraftmaschine mit einer Abgasanlage
DE102011007301A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE102017123916B4 (de) Abgasanlage einer Brennkraftmaschine mit Katalysator
DE102007052465A1 (de) Brennstoffzellensystem und Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellensystems
DE102019102013A1 (de) Abgassystem und Verfahren zum Betrieb eines Abgassystems
DE102019006517A1 (de) Verbrennungskraftmaschine mit einem Agasturbolader und einer Ladeeinheit und Verfahren für eine Verbrennungskraftmaschine
DE102018214922A1 (de) Abgasanlage
DE102020103350A1 (de) Abgasstrang einer Brennkraftmaschine mit Abgasturbolader und Katalysator
DE102019124137B4 (de) Abgasnachbehandlungssystem für einen Verbrennungsmotor und Verfahren zum Betrieb eines Abgasnachbehandlungssystems für einen Verbrennungsmotor
EP2573347B1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Aufbereitung von Abgas einer Brennkraftmaschine
DE102016113375A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine und Brennkraftmaschine
DE102018117124B4 (de) Verbrennungsmotor und Verfahren zur Abgasnachbehandlung eines solchen Verbrennungsmotors
DE102016205974A1 (de) Betriebsverfahren und Kraftfahrzeug
DE2444909A1 (de) Verfahren zum betrieb einer gasturbine fuer spitzenlasteinsatz
DE102020100540A1 (de) Brennkraftmaschine mit einer Abgasanlage
DE102018207209A1 (de) Abgasnachbehandlungsanlage zur Nachbehandlung von Abgas einer Brennkraftmaschine, Antriebseinrichtung sowie Verfahren zum Betreiben einer Abgasnachbehandlungsanlage

Legal Events

Date Code Title Description
R084 Declaration of willingness to licence
R230 Request for early publication
R118 Application deemed withdrawn due to claim for domestic priority